導讀：電力系統的構成 電力系統：發(fā)電設備、升壓及降壓變電站、電力線路、用電設備及保護、測控設備。 電力網：變化電壓，傳輸電能，分為輸電網和配電網 。 配電網：配電變電所、開閉
電力系統的構成
電力系統：發(fā)電設備、升壓及降壓變電站、電力線路、用電設備及保護、測控設備。電力網：變化電壓，傳輸電能，分為輸電網和配電網 。配電網：配電變電所、開閉所、配電所（室）、箱變、配電線路、斷路器、負荷開關、配電（桿上）干式變壓器等。供電系統（配電系統）：配電網及其二次保護、控制、監(jiān)視與計量設備。1、電能不能儲存；電能的生產、輸送、分配和使用同時完成。2、暫態(tài)過程非常迅速、短暫：控制操作自動化程度高。必須借助自動裝置對電力系統進行控制：繼電保護裝置、遠動裝置、減載裝置、同期裝置、勵磁裝置；3、電能生產與民經濟各部門和人民生活有著極為密切的關系：社會政治經濟影響巨大。負荷分類：一類負荷、二類負荷、三類負荷。目前我常用的電壓等級：220V、380V、6kV、10kV、35kV 、110kV 、220kV 、330kV 、500kV。
低壓網：電壓等級在1kV以下；#p#分頁標題#e#地方電力網：電壓等級在35kV及以下，供電半徑在20~50km以內區(qū)域電力網：電壓等級在35kV以上（一般為110kV~220kV），供電半徑超50km，聯系較多發(fā)電廠的網絡。超高壓遠距離輸電網：電壓等級為330kV~500kV的網絡，其主要任務是把遠處發(fā)電廠生產的電能輸送到負荷中心，同時還聯系若干區(qū)域電力網形成跨省、跨地區(qū)的大型電力系統。我發(fā)電廠的發(fā)電機組發(fā)出的電，為什么要升壓至500KV傳輸？
用電負荷應根據供電可靠性及中斷供電所造成的損失或影響的程度，分為一級負荷、二級負荷及三級負荷。各級負荷應符合下列規(guī)定：3）中斷供電將破壞有重大影響的用電單位的正常工作，或造成公共場所秩序嚴重混亂。例如：重要通信樞紐、重要交通樞紐、重要的經濟信息中心、特級或甲級體育建筑、賓館、承擔重大事活動的會堂、經常用于重要際活動的大量人員集中的公共場所等的重要用電負荷。在一級負荷中，當中斷供電將發(fā)生中毒、爆炸和火災等情況的負荷，以及特別重要場所的不允許中斷供電的負荷，應為特別重要的負荷。#p#分頁標題#e#2）中斷供電將影響重要用電單位的正常工作或造成公共場所秩序混亂。定義：對三相交流電力系統中的各種元件，用規(guī)定的圖形或符號，按它們的實際連接方式，以等效單線表示的系統電氣接線圖。配電線路鋪設方式：放射式、樹干式、環(huán)狀式。（當線路的任何地方出現故障時，只要將故障鄰近的兩側隔離開關斷開，切斷故障點，便可恢復供電。）正常情況下呈“開環(huán)”狀態(tài)的原因：為了避免環(huán)狀線路上發(fā)生故障時影響整個電網。
干式干式變壓器：簡單的說干式干式變壓器就是指鐵芯和繞組不浸漬在絕緣油中依靠空氣對流進行冷卻的干式變壓器。#p#分頁標題#e#
斷路器：是指能夠關合、承載和開斷正常回路條件下的電流，并能關合、在規(guī)定的時間內承載和開斷異常回路條件（包括短路條件）下的電流的開關裝置。行業(yè)規(guī)定 安全電壓為36V，安全電流為10mA，原因如下：
電擊對人體的危害程度，主要取決于通過人體電流的大小和通電時間長短。電流強度越大，致命危險越大；持續(xù)時間越長，死亡的可能性越大。能引起人感覺到的較小電流值稱為感知電流，交流為1mA，直流為5mA；人觸電后能自己擺脫的較大電流稱為擺脫電流，交流為10mA，直流為50mA；在較短的時間內危及生命的電流稱為致命電流，如100mA的電流通過人體1s，可足以使人致命，因此致命電流為50mA。在有防止觸電保護裝置的情況下，人體允許通過的電流一般可按30mA考慮。
人體對電流的反映：
8~10mA 手擺脫電極已感到困難,有劇痛感(手指關節(jié))。
20~25mA 手迅速麻痹,不能自動擺脫電極,呼吸困難。
50~80mA 呼吸困難,心房開始震顫。
90~100mA 呼吸麻痹,三秒鐘后心臟開始麻痹,停止跳動。負荷開關：能在正常的導電回路條件或規(guī)定的過載條件下關合、承載和開斷電流，也能在異常的導電回路條件(例如短路)下按規(guī)定的時間承載電流的開關設備。按照需要，也可具有關合短路電流的能力。負荷開關是介于斷路器和隔離開關之間的一種開關電器，具有簡單的滅弧裝置，能切斷額定負荷電流和一定的過載電流，但不能切斷短路電流。隔離開關：是在電路中起隔離作用，無滅弧能力，只能在沒有負荷電流的情況下分、合電路。絕大多數開關柜都裝設了防止電氣誤操作的閉鎖裝置，即具有“五防性能”：防止誤跳、誤合斷路器；防止帶負荷拉、合隔離開關：防止帶電掛接地線；防止帶接地線閉合隔離開關；防止人員誤人帶電間隔。
根據各地市電供應條件的不同，各通信企業(yè)容量大小不同，以及地理位置的差異等因素，可采用各種不同的交流供電方案，但都必須遵循以下基本原則：① 市電是通信用電源的主要能源，是保證通信安全、不間斷的重要條件，必要時可申請備用市電電源；② 市電引入，原則上應采用6kV～10kV高壓引入，自備專用干式變壓器，避免受其他電能用戶的干擾；③ 市電和自備發(fā)電機組成的交流供電系統宜采用集中供電方式供電，系統接線應力求簡單、靈活，操作安全，維護方便；④ 局（站）干式變壓器容量在630kVA及以上的應設高壓配電裝置，有兩路高壓市電引入的供電系統，若采用自動投切的，干式變壓器容量在630kVA及以上則投切裝置應設在高壓側。⑤ 在交流供電系統中應裝設功率因數補償裝置，功率因數應補償到0.9以上；對容量較大的自備發(fā)電機電源也應補償到0.8以上；⑥ 低壓交流供電系統采用三相五線制或單相三線制供電。較大容量的局（站）設置低壓配電房用來接受與分配低壓市電和備用油機發(fā)電機電源。低壓配電房中安裝的電氣設備包括低壓配電屏、油機發(fā)電機組控制屏和市電油機電轉換屏等設備。低壓配電屏主要用來進行受電、計量、控制、功率因數補償、動力饋電和照明饋電等，主要產品有PGL1、PGL2、GCS、GCK、GCL及GGD等系列開關柜，以及外引進產品和合資企業(yè)生產的低壓開關柜。2．油機發(fā)電機組控制屏及ATS#p#分頁標題#e#發(fā)電機組控制屏是隨油機發(fā)電機組的購入由油機發(fā)電機組廠商配套提供。而ATS（即雙電源自動切換裝置，通常與低壓開關柜安裝在一起）目前普遍采用芯片程序控制，一般可實現兩路市電或一路市電與發(fā)電機電源的自動切換，且切換延時可調，同時有多種工作模式可供選擇（如自動模式、正常供電模式、應急供電模式和關斷模式等）。低壓斷路器也稱為低壓自動開關，主要作為不頻繁地接通或分斷電路之用。低壓斷路器具有過載、短路和失壓保護裝置，在電路發(fā)生過載、短路、電壓降低或消失時，斷路器可自動切斷電路，從而保護電力線路及電源設備。按用途分可分為配電用斷路器、電動機保護用斷路器、照明用斷路器和漏電保護用斷路器等。2.選擇型斷路器又可用作兩段保護、三段保護和智能化保護。作為配電用斷路器，按其結構形式又可分為塑料外殼式斷路器和萬能式斷路器兩大類，這兩類低壓斷路器目前使用較為普遍。刀開關是低壓電器中結構較簡單的一種，廣泛應用于各種配電設備和供電線路中，用來接通和分斷容量不太大的低壓供電線路以及作為低壓電源隔離開關使用。低壓刀開關根據其工作原理、使用條件和結構形式的不同，可分為開啟式負荷開關（HK1、HK2、TSW系列等）、封閉式負荷開關（HH3、HH4系列等）、隔離刀開關（HS13、HD11系列等）、熔斷器式刀開關（HR3系列等）和組合開關（HZ10系列等）。#p#分頁標題#e#② 根據配電系統可能出現的較大故障電流，選用具有相應分斷能力的熔斷器；③ 在電動機回路中用作短路保護時，為避免熔體在電動機啟動過程中熔斷，對于單臺電動機，熔體額定電流≥(1.5～2.5)×電機額定電流；對于多臺電動機，總熔體額定電流≥(1.5～2.5)×容量較大一臺電動機的額定電流+其余電動機的計算負荷電流；④ 對電爐及照明等負載的短路保護，熔體的額定電流等于或稍大于負載的額定電流；⑤ 采用熔斷器保護線路時，熔斷器應裝在各相線上；在二相三線或三相四線回路的中性線上嚴禁裝熔斷器，這是因為中性線斷開可能會引起各相電壓不平衡，從而造成設備燒毀事故；接觸器適用于遠距離頻繁接通和分斷交、直流主電路及大容量控制電路。接觸器可分為交流接觸器和直流接觸器兩種。接觸器主要由主觸頭、滅弧系統、電磁系統、輔助觸頭和支架等組成。交流接觸器主要有CJ0、CJ10、CJ12、CJ12B系列以及眾多的合資品牌。直流接觸器主要有CZ0系列。③ 功率因數過低，還將使線路壓降增大，造成負荷端電壓下降。#p#分頁標題#e#① 提高自然功率因數，即提高干式變壓器和電動機的負載率到75％～80％，以及選擇本身功率因數較高的設備；② 對于感性線性負載電路，采用移相電容器來補償無功功率，便可提高cosj；③ 對于非線性負載電路，則通過功率因數校正電路將畸變電流波形校正為正弦波，同時迫使它跟蹤輸入正弦電壓相位的變化，使高頻開關整流器輸入電路呈現電阻性，提高總功率因數。移相電容器通常采用△形接線，目的是為了防止一相電容斷開造成該相功率因數得不到補償，同時，根據電容補償容量和加載其上的電壓的平方成正比的關系，同樣的電容△形接線能補償的無用功更多。移相電容器在局（站）變電所供電系統可裝設在高壓開關柜或低壓配電屏或用電設備端，分別稱為高壓集中補償，低壓成組補償或低壓分散補償。目前在通信企業(yè)中絕大多數采用了低壓成組補償方式，即在低壓配電屏中專門設置配套的功率因數補償柜。在斷開電路時，電路中的開關觸頭在分開瞬間產生電弧，電路中的電流借此電弧維持導通。這樣會使觸頭不能斷開電路，因而燒毀設備，危及人身安全。尤其是在電路發(fā)生短路故障時，如不快速切斷短路電流，就會造成通信電源停電，影響整個通信設備的正常工作。開關型電器在斷開時，由于電路中電壓和電流的作用，在相互分開的開關觸頭之間產生一種強烈的亮光，這個亮光稱為電弧。經測定如果觸頭間的電壓大于10-20V；電流大于80-100mA時，在觸頭間就會產生電弧。由于電弧具有能量集中，溫度高、亮度強，因此必須在開關電器中，安裝滅弧裝置，防止燒毀開關觸頭。（1）強電場發(fā)射：在開關的觸頭剛分開的瞬間，觸頭之間的距離很近，所以分開的縫隙間電場強度E (V/cm)很大。在此強電場的作用下，電子從陰極表面被拉出，以高速度奔向陽極，這種現象稱強電場發(fā)射。（2）熱電發(fā)射：當觸頭分開的瞬間，接觸電阻增大，從而使電極上出現強烈的熾熱點。再加上正離子迅速移向陰極釋放能量，使陰極表面溫度升高，便于發(fā)射電子。使弧隙中電子數目增加，這種現象稱為熱電發(fā)射。（3）碰撞游離：奔向陽極的自由電子，因具有很大的動能，在運動的過程中，如果碰到中性分子或原子，所持的一部分動能就傳給原子或分子。若自由電子所持的能量足夠大時，可將中性原子的外圍電子撞擊出來，變?yōu)樽杂呻娮樱艿诫妶龅淖饔枚\動。并獲得一定的動能。再次碰撞出新的自由電子，如此繼續(xù)碰撞，在弧隙中的自由電子和離子濃度不斷增加，成為游離狀態(tài)，這種游離狀態(tài)稱為碰撞游離。熄滅電弧的過程，就是去游離的過程。因此必須減弱或完全終止熱游離，加強帶電質點的復合和離子向周圍介質的擴散。在現代開關電路中，根據上述電弧產生的因素和熄滅電弧的過程，廣泛采取了下面幾種滅弧方法：這種滅弧的原理，是利用氣體縱向或橫向吹動電弧，使電弧冷卻，因此減弱了電弧的熱游離，加強了帶電質點的再結合及向周圍的擴散作用。縱向吹弧如圖1-17 (a)所示，橫向吹弧如圖1-17 (b)所示。使電弧受到強烈的冷卻和拉長，而將電弧熄滅。#p#分頁標題#e#縱向吹弧如圖1-17 (a)所示，橫向吹弧如圖1-17 (b)所示。使電弧受到強烈的冷卻和拉長，而將電弧熄滅。在高壓開關柜中的少油斷路器，就采用氣體吹弧的滅弧方法。電弧與固體介質緊密接觸時，使電弧的去游離大大加強。原因是在固體介質表面的帶電離子強烈復合；同時固體介質在電弧高溫作用下，使狹縫或狹溝中的氣體受熱膨脹壓力增大，并使固體介質對電弧冷卻的結果。目前我生產的RTO系列熔斷器就是利用這種原理進行滅弧。利用由金屬片制成的滅弧柵，將長弧分割成短電弧串聯，如圖1-18(a)所示。由于維持一個電弧的穩(wěn)定燃燒，需要20-40V的外加電壓，當被分割的短電弧上外加電壓小于電弧的維持電壓時，電弧熄滅。一般低壓開關電器滅弧常采用這種滅弧的方法。來源：暖通南社
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